本发明是一种实施非平衡原位掺杂从而制备掺杂薄膜的新方法。即以一脉冲激光束烧蚀作为薄膜基质的源材料靶、在以脉冲激光沉积方法进行基质膜层沉积的同时，用另一脉冲激光束烧蚀作为掺杂元素的源材料靶，将杂质元素均匀掺入在沉积生长过程中的基质膜层内。即为用双激光束双靶共烧蚀的方法进行薄膜沉积和原位掺杂。本发明用双激光束双靶共烧蚀的薄膜沉积和原位掺杂，可以实现均匀掺杂；两激光束的种类和参数可以分别调整，控制掺杂浓度容易；作为非热力学平衡的薄膜沉积和掺杂方法，可突破化学热力学对掺杂浓度的限制，实现重掺杂。